Question

14．含有O₂^2-的物质通常接有较强的氧化化性，一定条件下也可表现出还原性等，在现代工业及生活中有着重要的用途．
（1）过氧化钙可用作鱼苗长途运输中的供氧剂、消毒剂，写出过氧化钙的电子式：，用化学方程式表示出它作供氧剂的原理：2CaO₂+2H₂O=2Ca（OH）₂+O₂↑．
（2）过氧化氢能氧化许多物质，也能被多种常见物质能化分解．
①向20mL0.05mol•L^-1的H₂O₂溶液中缓慢通入标准状况下22.4mLSO₂（忽略溶液体积的变化），充分反应后再加入几滴甲基橙试剂，溶液变红，则反应后溶液的pH为1．
②为证明MnO₂能催化H₂O₂的分解，同学甲设计了如图所示的装置进行实验：
但乙同学认为，仅凭此实验不能确认MnO₂是该反应的催化剂，他作出此判断的理由可能是若要确定二氧化锰是催化剂，还需要确定加入的二氧化锰在反应前后质量不变、性质不变．
③FeCI₃可催化H₂O₂的分解，其催化机理分为两个阶段，相应反应的化学方程式可表示为：
（i）2FeCl₃+H₂O₂═2FeCl₂+O₂↑+2HCl、（ii）2FeCl₂+H₂O₂+2HCl═2FeCl₃+2H₂O．
若在实验中加入几滴K₃[Fe（CN）₆]溶液，则能证明反应过程中确有Fe²⁺生成．
（3）过硫酸钠（Na₂S₂O₈，有一个过氧根）其有强氧化性，Na₂S₂O₈中硫元素的化合价为+6，向Na₂S₂O₈溶液中加入MnSO₄后可得到紫色溶液，则此反应中氧化剂与氧化产物的物质的量之比为5：2．

Answer 1

分析 （1）过氧化钙中钙离子与过氧根离子；过氧化钙与水反应与过氧化钠与水反应相似，生成氢氧化钙与氧气；
（2）①加入几滴甲基橙试剂，溶液变红，说明生成了酸，所以反应的方程式为：SO₂+H₂O₂=H₂SO₄，结合反应方程求氢离子的物质的量浓度，然后求出溶液的PH；
②催化剂在的反应前后质量不变，参与化学反应的速率，由此分析解答；
③催化剂参与反应过程并在最后被还原出来，故第二个反应为另一部分过氧化氢将氯化亚铁氧化成氯化铁，反应的化学方程式为：2FeCl₂+H₂O₂+2HCl═2FeCl₃+2H₂O，可用K₃[Fe（CN）₆]来检验反应过程中的亚铁离子；
（3）根据化合物中化合价代数和为0，Na₂S₂O₈中硫元素的化合价为（2×6+1×2-2×1）×$\frac{1}{2}$=6，由题意可知，锰离子氧化成高锰酸根离子，S₂O₈2-中过氧根被还原为-2价氧后，S₂O₈2-会转化为硫酸根，反应中Na₂S₂O₈是氧化剂，1molNa₂S₂O₈可得到2mol的电子，高锰酸根离子是氧化产物，生成1mol的高锰酸根离子时得到5mol的电子，故氧化剂与氧化产物的物质的量之比为5：2．

解答 解：（1）过氧化钙（CaO₂）为离子化合物，其电子式为：，过氧化钙与水反应与过氧化钠与水反应相似，生成氢氧化钙与氧气，反应的化学方程式为：2CaO₂+2H₂O=2Ca（OH）₂+O₂↑，故答案为：；2CaO₂+2H₂O=2Ca（OH）₂+O₂↑；
（2）①加入几滴甲基橙试剂，溶液变红，说明生成了酸，所以反应的方程式为：SO₂+H₂O₂=H₂SO₄，20mL0.05mol•L^-1的H₂O₂的物质的量为：10^-3mol，中缓慢通入标准状况下22.4mLSO₂的物质的量为：10^-3mol，所以生成硫酸的物质的量为：10^-3mol，物质的量浓度为：$\frac{1{0}^{-3}}{20×1{0}^{-3}}$=0.05mol/L，则氢离子的浓度为0.1mol/L，即PH=1，故答案为：1；
②催化剂在的反应前后质量不变，参与化学反应的速率，而本实验只能说明双氧水中加入二氧化锰后有氧气生成，若要确定二氧化锰是催化剂，还需要确定加入的二氧化锰在反应前后质量不变、性质不变，故答案为：若要确定二氧化锰是催化剂，还需要确定加入的二氧化锰在反应前后质量不变、性质不变；
③催化剂参与反应过程并在最后被还原出来，故第二个反应为另一部分过氧化氢将氯化亚铁氧化成氯化铁，反应的化学方程式为：2FeCl₂+H₂O₂+2HCl═2FeCl₃+2H₂O，可用K₃[Fe（CN）₆]来检验反应过程中的亚铁离子的存在，故答案为：2FeCl₂+H₂O₂+2HCl═2FeCl₃+2H₂O；K₃[Fe（CN）₆]溶液；
（3）根据化合物中化合价代数和为0，Na₂S₂O₈中硫元素的化合价为（2×6+1×2-2×1）×$\frac{1}{2}$=6，由题意可知，锰离子氧化成高锰酸根离子，S₂O₈2-中过氧根被还原为-2价氧后，S₂O₈2-会转化为硫酸根，反应中Na₂S₂O₈是氧化剂，1molNa₂S₂O₈可得到2mol的电子，高锰酸根离子是氧化产物，生成1mol的高锰酸根离子时得到5mol的电子，故氧化剂与氧化产物的物质的量之比为5：2，故答案为：6；5：2．

点评 本题考查氧化还原反应的相关知识，学生要学会分析氧化还原反应中化合的变化和相关概念的分析判断，比较容易．